湖北楚天联发路桥养护有限公司

 粘贴钢板加固（涂抹法）:（一）工艺特点 1、桥梁加固施工机具少，劳动力技术性不强，便于多点作业。2、桥梁加固可以提高构件的抗裂性，有效抑制构件裂缝开展。3、桥梁加固不损伤原混凝土构件，施工方便简单，周期短，现场作业量少。4、 粘贴钢板加固宜在2～6mm之间，若此厚度不能满足设计要求，可用湿式外包钢法或粘碳纤维法。5、基层温度在5℃以下时使用粘钢法需辅以升温措施，加快固化。6、若加固梁柱钢板较厚时，建议采用外包钢法。此方法在增层及抗震加固中经常使用。7、当原构件处于高应力状态时，宜采用卸荷方案，消除新旧材料的应变不同步。8、框架节点负弯矩段构造较难处理，建议采用局部调幅法，尽量优先粘贴梁底。（二）适应范围

桥梁加固适用于受弯、大偏心受压和受拉钢筋混凝土结构构件，且要求环境温度不低于5℃、不高于60℃，相对湿度不高于70％。

桥梁加固之 粘贴钢板加固（涂抹法）操作要点：（1） 混凝土基面初步处理：清除混凝土结构物表面粉饰层，油垢或污物，对表面存在不平整的部位进行找平处理，防止由于基面的过大凸凹导致粘贴后出现空洞。（2）混凝土基面打磨：采用角磨机将混凝土表层打磨1-3mm，使骨料外露，用空压机吹净浮尘，用棉布蘸丙酮清洗砼粘贴面。（3）钢板钻孔、打磨。（4）涂胶。（5）紧固、加压。（6） 固化养护： 粘贴钢板加固完成后，在结构胶完全固化前不能扰动钢板。结构胶在常温下就可完成固化，按规定时间(一般为72h)养护后方可进行下道工序施工。（7） 防腐处理： 粘贴钢板加固完成并通过验收后，按照设计要求对钢板外露面进行防腐处理。

材料与设备：施工中用的钢板、结构胶胶应符合《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2006的要求。

机具设备：电钻、磁力钻、角磨机、钢丝刷、金刚石砂轮片、扳手（扭力）、衡器、腻刀、电动搅拌齿等。

质量控制：施工前要对钢板的规格、材质及结构胶品种、规格和质量进行检查进行检查(试验)，对不合格材料不得使用。钢板表面打磨需打磨至Sa2.5级。结构胶的配置应严格称量，且搅拌均匀、色泽一致。确保钢板与混凝土构件密贴。固化期间内，不得扰动钢板。

安全措施：混凝土及钢板表面打磨时候，操作人员必须配备手套、目镜、防尘口罩，防止打磨产生的碎屑伤人。结构胶的贮运必须隔离火源，避光防潮，不得在阳光下暴晒。并且在施工现场10m范围内不得有明火。使用结构胶时，操作工人应做好安全防护工作，须戴乳胶手套、口罩、眼镜等。若粘合剂不慎溅入眼中，可以用清水清洗。若粘着皮肤时，可用热碱水清洗。

桥梁加固之预应力植筋加固法：（一）预应力植筋加固工艺特点 1、对原有混凝土结构物破坏较小。2、植入钢筋(螺栓)与混凝土结构结合牢固。3、操作简单，可流水化施工。4. 施工简捷、安全，不含笨乙烯，符合环保要求；5. 施工简便，时间短；6. 抗老化、抗酸碱，阻燃性能好；7. 预应力植筋加固具有高承载能力，不对基材产生膨胀破坏；8. 利用结构胶将钢筋植入混凝土孔内，胶固化后，钢筋与混凝土产生握固力，即使钢筋受力至极限强度，结构胶也不会破坏。（二）预应力植筋加固适应范围 桥梁加固适用于钢筋混凝土及预应力混凝土结构构件。施工温度范围：－5℃～50℃；预应力植筋加固钻孔直径：D=（5～10）+d，（D为植入钢筋直径）；锚固深度：H=（10～18）d。预应力植筋加固的施工工艺流程：定位→钻孔→清孔→钢筋处理→配胶注胶→锚固钢筋→固定养护→检查验收。

预应力植筋加固操作要点：

（1）弹线定位；（2）钻孔 a、首先根据设计植筋直径来确定钻孔直径，b、然后把钻孔深度标记在钻杆上，当钻到设计深度时标记刚好处于混凝土表面，从而可以防止深度偏小不满足受力要求或偏大造成不必要的浪费。最后按放样坐标点施钻，原则上钻孔位置不作移动，但若钻进过程中碰到原结构钢筋，应稍做偏移，防止伤害结构钢筋。（3） 清孔；（4）螺杆（钢筋）处理 首先将要使用的存在油渍螺杆（钢筋）采用清洗剂兑水刷洗干净，晾干水分。有锈蚀的采取砂纸或钢丝刷打磨除锈，使用前用棉布蘸丙酮或酒精，将植入长度范围内的螺杆、钢筋表面擦拭干净后方可使用。（5）调胶；（6）植筋；（7）固化养护：钢筋植入后，在植筋胶完全固化前不能扰动钢筋。植筋胶在常温下就可完成固化，按规定时间(一般为72h)养护后方可进行下道工序施工。（8）拉拔试验：拉拔试验一般在植筋后72h，即胶体完全固化后。拉拔力不得小于设计要求，否则应采取相应补救方案方可继续下一道工序。

材料与设备：预应力植筋加固用的钢筋（螺杆）以及植筋胶等材料应符合《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2006等相关规范的要求。
机具设备：钢筋探测仪、电钻、钻杆、空气压缩机、胶枪、电动搅拌器、毛刷、电子称等。
质量控制：预应力植筋加固施工前要对钢筋的规格、材质及植筋胶品种、规格和质量进行检查 (试验)，对不合格材料不得使用。钻孔深度不小于设计；清孔应确保孔内无灰尘、水分等；植筋胶的配置应严格称量，且搅拌均匀、色泽一致。确保孔内灌满植筋胶。固化期间内，禁止扰动钢筋。
安全措施:植筋胶的贮运必须隔离火源，避光防潮，不得在阳光下暴晒。并且在施工现场10m范围内不得有明火。使用粘合剂时，操作工人应做好安全防护工作，须戴乳胶手套、口罩、眼镜等。若粘合剂不慎溅入眼中，可以用清水清洗。若粘着皮肤时，可用热碱水清洗。

桥梁加固维修之粘贴钢板加固(灌浆法)工艺流程及操作要点：（1） 混凝土基面处理，根据混凝土构件表面的具体情况分别按以下二步进行处理：a、对黏结面进行打磨，去掉表层砼。b、对存在严重凹凸不平的砼表面，先将松散表层清扫干净，然后涂抹界面剂，最后进行找平处理，待找平砂浆（专用环氧砂浆）达到设计强度后方可进行下一步施工。（2）安装锚栓：首先按照设计图纸，在混凝土表面确定钢板及螺栓位置。再采用植筋法安装螺栓。为避免钻孔损伤原构件钢筋（或预应力筋），可用钢筋探测仪确定钢筋位置，为了避开内部钢筋，容许适当移动孔眼位置。（3）钢板打磨、钻孔 a、如钢板未生锈或轻微锈蚀，可用喷砂或角磨机打磨，至出现金属光泽，打磨粗糟度越大越好，打磨纹路与受力方向垂直，再用干棉布拭净表面，保持干燥备用。b、如钢板锈蚀严重，须先用适度盐酸浸泡20分钟，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，中和酸离子，最后用平砂轮打磨出纹道，用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。c、根据现场植螺栓的实际情况，对要粘贴的钢板进行配套打孔。注胶孔根据实际施工情况设置，间距一般为40cm，大小应与压胶嘴相匹配，并保证注胶孔周边密封。（4）固定钢板 将钢板托起悬挂在各螺栓上，拧紧螺母。为保证注胶层的厚度，在钢板与混凝土之间应先安装3mm厚的垫片。（5）封缝及预留压胶孔。（6）压力灌胶 （7）防腐处理 钢板压力注胶施工完成后，按设计要求进行防腐处理。
材料与设备：施工中用的钢板、结构胶胶应符合《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2006的要求。
机具设备：电钻、磁力钻、角磨机、钢丝刷、金刚石砂轮片、扳手、压胶器、电子称、容器等。

质量控制：施工前要对钢板的规格、材质及结构胶品种、规格和质量进行检查进行检查(试验)，对不合格材料不得使用。钢板表面需打磨至Sa2.5级。结构胶的配置应严格称量，且搅拌均匀。保证钢板封缝及注胶管埋置严密，防止漏气导致压胶不饱满。压胶一般按从下到上从左到右的顺序，当相邻胶嘴有胶液流出时，将当前的胶嘴封闭，移至出胶的注胶口继续注胶，以此类推至压胶完成。

安全措施：混凝土及钢板表面打磨时候，操作人员必须配备手套、目镜、防尘口罩，防止打磨产生的碎屑伤人。结构胶的贮运必须隔离火源，避光防潮，不得在阳光下暴晒。并且在施工现场10m范围内不得有明火。压胶时，操作工人应做好安全防护工作，须戴乳胶手套、口罩、眼镜等。若粘合剂不慎溅入眼中，可以用清水清洗。若粘着皮肤时，可用热碱水清洗。

桥梁加固维修之粘贴钢板加固（灌胶）法加固：（一） 粘贴钢板加固工艺原理 桥梁加固以专用的结构胶粘剂将钢板紧密粘贴于混凝土结构物表面，与原结构共同参与受力，在不增大原结构断面的前提下，达到大幅提高结构的受力性能的目的。（二） 粘贴钢板加固适应范围 桥梁加固适用于受弯、大偏心受压和受拉钢筋混凝土结构构件，且要求环境温度不低于5℃、不高于60℃，相对湿度不高于70％。桥梁加固其操作要点主要有以下几项：（1）桥梁加固混凝土基面处理；根据混凝土构件表面的具体情况分别按以下两步进行处理：对黏结面进行打磨，去掉表层砼。对存在严重凹凸不平的砼表面，先将松散表层清扫干净，然后涂抹界面剂，最后进行找平处理，待找平砂浆（专用环氧砂浆）达到设计强度后方可进行下一步桥梁加固粘贴钢板加固施工。

粘钢板加固法

一、 粘钢板加固法原理

粘钢板加固补强法是： 采用环氧树脂系列粘接剂， 将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉区域薄弱部位， 使之与结构物形成整体， 用以代替需增设的补强钢筋，通过钢板与补强结构的共同作用， 提高其刚度， 限制裂缝开展， 改善钢筋及混凝土的应力状态， 提高梁的承载能力， 以达到补强效果一种加固方法。用粘钢板加固桥梁， 在国外已得到广泛的应用， 国内也有不少实例， 这是因为这种加固法具有以下优点：

（1） 不需要破坏被加固的原有结构物；

（2） 加固工程质量要求很高， 但施工时并不要求高级的专门技术人员操作；

（3） 加固工程几乎不增大原结构物的尺寸；

（4） 能在短期内完成加固工程；

（5） 几乎可以不改变具有历史价值建筑的原有艺术特点。

粘钢板加固的常用形式有： 板梁桥或 T 梁桥梁底粘贴纵向钢板加固、 箱梁或 T 梁（或工字梁） 梁腹粘贴斜向钢板加固、 悬臂梁牛腿或挂梁端部粘贴钢板加固、 拱桥拱圈粘贴钢板加固等。 为保证钢板与被加固的构建形成整体， 钢板必须有足够的锚固长度， 粘结剂具有足够的粘结强度和耐久性。为避免钢板脱胶拉开，端部可用加紧螺栓固定， 但必须注意不要对构建截面造成不必要的损伤。

二、 钢与混凝土的粘结强度

加固时粘贴上的钢板， 能否与原构件混凝土整体协同工作， 取决于钢板与混凝土之间的粘贴强度。 就钢与混凝土的粘贴抗剪强度和粘贴抗拉强度进行如下实验：

(1)在 C40 级的混凝土立方体试块上， 用结构胶结粘合两块大小相同的钢板，在结构胶完全固化后， 进行剪切实验（如图 1）。 结果表明， 剪切破坏发生在混凝土， 而不再粘结面上， 混凝土的破坏面大于粘合面。 可见， 粘结抗剪强度大于混泥土的抗剪强度。

图 1 钢与混凝土粘结强度试验

（2） 粘结抗拉实验

把两块钢板对称的粘结在 C40 级的混凝土立方体试块上， 进行抗拉实验（如图） 结构表面， 拉断面发生在混凝土试块上， 而粘结面完好， 混凝土的破坏面大于粘合面。 可见， 粘结抗拉强度大于混凝土的抗拉强度。上述实验表面， 用结构胶粘结的钢板与混凝土， 无论其粘结抗剪， 还是粘结抗拉， 破坏均发生在混凝土， 粘结强度取决于混凝土的钢板自身强度。 因此， 钢板与混凝土的粘结抗剪、 粘结抗拉强度， 可取等于混凝土的抗剪强度、 轴心抗拉强度。

三、 粘钢板加固设计

首先， 应对桥梁存在的病害与产生缺陷的原因进行分析， 当确定采用粘贴钢板进行加固后， 根据病害与缺陷的所在部位， 确定钢板的规格和粘贴部位和形式。 一般将钢板粘贴在被加固的桥梁结构受力部位的外边缘， 以便充分发挥粘贴的钢板强度与作用， 同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷， 约束混凝土变形， 从而有效地提高被加固构件的刚度和抗裂性。 设计时， 可根据需要与可能在不同的部位粘贴钢板， 有效地发挥粘钢构件的抗弯、 抗剪、 抗压性能。

(1) 为了 提高桥梁结构的抗弯能力， 一般在构件的受拉缘的表面粘贴钢板，使钢板与原结构形成整体来受力， 此时以钢板与混凝土粘结处的混凝土局部抗剪切强度控制设计。 合理与安全的设计应控制在钢板发生屈服变形前， 粘结处混凝土不出现剪切破坏。

(2) 当桥梁结构的主拉应力区斜筋不足， 为了 加固和增加结构的抗剪切强度时， 可将钢板粘贴在结构的侧面（如图 2）， 并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘贴(斜度一般为 45° - 60° ) ， 以承受主拉应力 。

(3) 补强设计时， 钢板可作为钢筋的断面来考虑将钢板换算成钢筋， 原有构件承 受恒载与活载， 增加的钢板承受原有构件承受不了的那部分活载。

(4) 在构件设计时， 加固用的钢板可按实际需要采用不同的形状， 但钢板的厚度必 须比计算出的厚度大些。 用于抗弯能力补强的钢板尺寸应尽可能薄而宽、厚度一般为 4 -6mm ， 较薄的钢板可有足够的弹性来适应构件表面形状。 用于抗剪能力提高的钢板厚度宜厚点， 可依设计而定， 一般采用 10 - 15mm。

(5) 设计钢板长度时， 应将钢板的两端延伸到低应力区， 以减少钢板锚固端的粘结应力集中， 防止粘结部位构件出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。

(6) 粘钢板加固桥梁， 如何确保钢板和外加固构件形成整体受力是加固成功与否的关键， 所以， 在补强设计时， 除应考虑钢板具有足够的锚固长度、 粘结剂具有足够的粘结强度和耐久性外， 为避免钢板在自由端脱胶拉开， 端部可用夹紧螺栓固定， 或设置 U 型箍板、 水平锚固板等， 并在钢板上按一定的距离用螺栓固定， 确保钢板与混凝土之间的粘结力满足抗拉或抗剪强度的需要。

四、 下面以粘钢板加固箱梁为例

(1) 加固前处理

1 ) 仔细凿除崩裂和起壳的混凝土保护层。 为保证修补材料与老混凝土之间在周边教结 良好， 凿除部分的周边应有碗口形明显轮廓， 周边轮廓深度至少3cm.

2) 若钢筋仅外侧(靠保护层一侧) 锈蚀， 则只需凿除混凝土保护层部分即可;若钢筋内侧 也锈蚀， 则沿钢筋周围的混凝土均要凿除内侧凿除深度至少 2cm 以上直至露出好混凝土为止。

3) 锈蚀的钢筋必须严格除锈， 直到露出金属光泽。

（2） 修补材料的选择及相应的称结面处理方法

1) 凿除深度达 5cm 以上， 可选择 C30 微膨胀快硬硫铝酸盐水泥拌制的小石子混凝土填 补， 或采用 C30 水性微膨胀聚合物小石子混凝土填补。 填补前必须充分湿润混凝土表面(无积水) ， 并在修补前涂刷双组分混凝土界面剂， 在未凝固前就浇筑填补微膨胀小石子混凝土， 并用模板顶压， 防止流淌， 潮湿养护至少 7d。

2) 凿除深度小于 5cm 者或正好位于粘钢部位， 均应选择强度达 C30 以上的环氧树脂胶 砂浆填补。填补前， 必须用无油棉丝蘸丙酬仔细清洁教结面(包括钢筋)并保持干燥; 然后用元填料的树脂胶在教结面上涂敷设薄层， 使其浸润秸合面表面; 然后再填补含填料的树脂胶砂浆。 对顶面及侧面修补时为了 避免树脂砂浆流淌， 应用包裹聚乙烯塑料薄膜的模板顶压着， 并封闭缝隙。

（3）粘钢板加固工艺流程

粘钢板加固工艺流程如图所示

（4） 粘钢板加固措施

1) 膨胀加固螺栓孔眼放样并钻孔。 按施工图的加固位置， 在混凝土黏合面处选用与膨胀加固螺栓相应直径钻头， 并用电钻(冲击钻) 钻孔。 由于钢筋混凝土内部有钢筋， 而且钢筋位置误差较大， 容易在钻孔时碰到钢筋阻碍， 故事先可用钢筋探测器确定钢筋位置， 并容许为避开内部钢筋而适当移动孔眼位置。 待混凝土黏合面上孔眼全部钻成后， 用薄纸覆盖在混凝土面上画出混凝土孔眼位置; 然后覆盖到钢板黏合面上， 用电钻钻取相应孔眼， 以使二者孔眼对准; 然后把钻有孔眼的钢板覆盖到混凝土翁合面处。 核对孔眼位置， 如有不吻合还可修正。

2） 混凝土黏合面表面处理。

①用斩斧在教合面上依次轻斩混凝土表面， 斩斧纹路应与受力方向垂直， 除去表层 0. 2-O. 3cm 以露出砂石新面， 并除去粉粒(可用无油压缩空气吹除或用毛刷扫除表面粉粒儿）。

②用无油棉丝蘸丙酬擦拭混凝土结合面， 除去油污。

③保持混凝土秸合面干燥清洁状态。

3) 钢板表面处理。

①钢板教合面必须进行除锈和粗糙处理。

②钢板教合面可用喷砂或平砂轮打磨除锈， 直至出现金属光泽; 钢板教合面应有一定粗糙度， 打磨纹路应与钢板受力方向垂直。 用冲击电钻在钢与混凝土底面上钻孔， 钢板钻孔按一定间距和锚栓规格钻孔后运到工地， 钻孔位置可采用梅花形， 如图 2。

③用无油棉丝蘸丙四周擦拭钢板结合面， 直到用新棉丝蘸丙酣擦拭后不见污垢为止。

(5) 建筑结构胶配制

1) 建筑结构胶选择。 选择矶-JGN 型建筑结构胶。 它由甲乙两组分组合而成，甲组料为结构胶基料， 乙组料为固化剂。 两组材料配合后必须在 30min 内使用，否则开

2) 配合比(质量比) 。 矾 -JGN 型建筑结构胶两个组分的配合比例按该胶说明书采用， 配合时称量必须准确。

3） 拌和配合工艺。

①使用易散热的宽浅软塑料(聚乙烯) 盆或筒作为盛器， 容器内不得有水和油污， 保持清洁。

②先称好并放入需要量的甲组料。

③然后放入与甲组料相应的事先称好的一定量的乙组料。

④必须充分拌和。 拌和可用人工， 也可用电动搅拌器拌和， 一般以后者为好，省力， 易拌均匀。 搅拌应按同一方向进行， 避免产生气泡; 搅拌时， 避免脏水分进入容器。

（6） 建筑结构胶涂敷和黏合工艺

1） 选择晴朗、 干燥天气操作。

2） 将新配好拌和均匀的建筑结构胶， 用刮刀(铲刀) 紧密地、 均匀地分别涂抹在做过表面清洁处理的混凝土结合面和钢板结合面处， 使之充分浸润在教合面上。

3） 在混凝土孔眼中挤入结构胶。 塞上胀锚螺栓(胀锚螺栓也要用丙酣擦拭除油污) 。

4） 然后再把结构胶涂抹在钢板教合面上， 使之在板宽中央涂抹胶的厚度达3mm， 两侧可薄一些， 并由多人共同托住钢板， 对准胀锚螺栓向混凝土教合面合上， 并迅速拧紧胀锚螺栓锚固钢板， 使钢板与混凝土教合面紧密蒙古合， 挤出多余建筑结构胶。

5） 涂胶饱满程度检查。 用于锤沿粘贴面轻轻敲击钢板， 如元空洞声表示己粘贴密实， 否则应剥下钢板， 重新补胶粘贴。

（7） 固化时间及粘贴质量检查

1) 拌和的建筑结构胶， 其基本固化时间约 24h， 此后即可受力。

2) 同化后， 应用小锤轻轻敲击钢板， 由声响判断结结效果。 结结面积应不少

于 90%， 否则此结结件不合格， 应剥下重新粘贴或采取有效措施补粘或补强。

（8） 钢板防锈处理工艺

1) 钢板外露部分在涂漆前必须除锈， 用丙隅擦去油污， 并保持干燥。

2) 防锈涂料可采用矶 -JLN 型特防三涂。 涂刷特防胶前， 钢板必须除锈， 呈金属光泽， 由 丙自同除油污， 进行严格清洁处理后， 才可进行涂刷。 后涂必须在前涂固化后才能进行。

(9) 注意事项

1) 由于清洁剂丙酬是易燃物质， 应由专人管理， 使用时应严格禁止操作者吸烟， 以防失火。

2) 教合面处理必须严格按照要求执行， 粘钢质量主要取决于建筑结构胶的质量和教合面清洁处理。

3) 由于拌和配好的建筑结构胶使用期为 30mim， 因此教合前必须事先做好一切准备工作， 然后再配胶。 这样才能保证在使用期内完成结合操作。

4) 关于钢板焊接接长工艺:

①钢板采用对焊， 焊缝与受力方向应成 45° 角。

②焊缝不应布置在受力最大处， 如板的跨中不应设置焊缝。

③在粘钢前， 应对钢板焊缝质量进行抽样试验， 力学试验合格， 才能使用。

④粘钢现场工具: 常用的工具有电钻器、 电动搅拌器、 计量工具、 聚乙烯塑料容器等。

（10） 工程质量验收

1 ) 撤除临时固定设施后， 用小锤轻轻敲击钢板是否有空鼓现象， 由声响效果判断是否密 实， 或用超声波法探测教结密实度。 如锚固区小于 90%， 非锚固区小于 70%时， 教结件无效， 应重新教结。

2) 必要时加固后进行荷载试验

粘贴碳纤维布加固法：（一）工艺原理 以专门配制的改性环氧树脂胶黏剂等将碳纤维布紧密粘贴于混凝土结构物表面，与原结构共同参与受力，在不增大原结构断面的前提下，大幅度提高结构物的受力性能。（二）适应范围 桥梁加固适用于受弯、大偏心受压和受拉的混凝土结构物的补强加固工程，特别适合于曲面及节点等复杂结构物的加固。粘贴碳纤维布加固是指碳纤维材料通过胶粘剂（浸渍树脂）充分浸润、固化，完全粘接固定在构件表面，形成坚韧的复合层，从而对被加固构件起到补强作用。要求被粘贴碳纤维布加固构件的现场实测混凝土强度等级不低于C15，且混凝土表面的正拉粘接强度不低于1.5MPa。 粘贴在混凝土构件表面的碳纤维，不得直接暴露于阳光或有害介质中，其表面应进行防护处理。粘贴碳纤维布加固的混凝土结构长期使用的环境温度不应高于60℃，如果被加固结构处于特殊环境（如高温、高湿、介质侵蚀、放射等）中，除按国家现行有关标准要求采取相应防护措施外，还应采用耐环境因素作用的胶粘剂，并按专门的工艺要求进行粘贴碳纤维布加固。

粘贴碳纤维布加固操作要点：（1）基面处理；（2）基面清洗首先用空压机吹去表面的粉尘，再用丙酮或者无水酒精擦拭表面，也可用清水冲洗，但必须保证其充分干燥后才能进行下一道工序的施工。（3）涂刷底胶；（4）涂刷粘接胶；注意纵横都要均匀涂抹，粘接胶涂上后应立即进行碳纤维布的粘贴，以确保粘接质量。（5） 粘贴碳纤维布加固；（6）表面涂刷浸泽胶，碳纤维布粘贴好之后，应及时在起表面再均匀涂抹一层浸泽胶，其涂刷与粘接胶的涂刷工艺一样，待涂刷完成后在自然条件下固化风干。（7）固化养护 a、粘贴碳纤维片后，需自然养护24小时达到固化，且保证固化期间不受干扰。b、在每道工序以后树脂硬化期间有气温降到5度以下的可能时，可采用低温固化树脂，或采取有效加温措施。c、碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护时间，在此期间应防止贴片受到硬性冲击。
（8）罩面防护 待碳纤维贴片表面以充分风干结合后，一般需要1～2天，再在其表面上涂抹一层与混凝土颜色相接近的环氧树脂类涂料。
材料与设备：施工中用的碳纤维布、浸泽胶、粘接胶应符合《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2006的要求。
机具设备：角磨机、钢丝刷、金刚石砂轮片、空压机、刷子、刮刀、滚筒、盛胶容器、电动搅拌齿等。
质量控制：施工前必须有碳纤维及其配套胶料厂家所提供的材料检验证明，要对碳纤维布的规格、材质及各种胶的品种、规格和质量进行检验检测，对不合格材料不得使用。 每一道工序结束后均应按粘贴碳纤维布加固工艺要求进行检验，作好相关的验收记录，施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，如出现质量问题，应立即返工。出现空鼓等粘贴不密实现象，应采取针管注胶的方法进行补救。若粘结面积小于90％，则判定为粘结无效，需重新施工。固化期间内，不得扰动碳纤维贴片。

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的受弯性能

预应力碳纤维板加固(Carbon Fiber Reinforced Polymer Plate，简称CFRP板)加固技术是一项重要的结构加固技术，也是加固工程研究的重要内容。预应力碳纤维板加固这一方法借助树脂类胶结材料将碳纤维板粘贴在混凝土表面，进而满足提高结构承载力改善结构受力性能的要求。与传统加固方式相比，CFRP板加固技术有着明显的优势。但是，预应力碳纤维板加固的抗拉强度很高，弹性模量甚至略低于钢筋，强度的发挥以碳纤维板的变形为代价，因此，其高强度难以充分发挥，且在正常使用状态下构件的变形与裂缝也不能很好地控制。预应力碳纤维板加固可以有效解决以上问题， 提高承载力的同时也改善了构件的受力性能。Franca等‘1。、Yu等‘2|、Tsonos[3|、Burning等‘“、 Tahsiri等EsZ、Ai—Saidy等[6|、E1一Maaddawy等[川、 Ghafoori等[81进行了预应力碳纤维板加固混凝土梁的试验研究；Macdougall等凹3进行了碳纤维束对混凝土建筑的加固作用。管延华等[10。、许成祥等n1‘、程东辉 等[121研究了预应力碳纤维板加固混凝土结构的受弯、抗震等性能；徐礼华等[1 3|、丁亚红等[14]研究了预应力碳纤维筋加固混凝土梁的受力性能；尚守平等[1 5]研究了预应力碳纤维板加固混凝土结构的抗震性能以及粘结性能。但目前对预应力碳纤维板加固有粘结加固的试验研究还较少，仅有黄金林等[161少数学者进行了一些理论与试验研究。笔者在自行研制的锚具的基础上进行了预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的静载试验，研究了加固、预应力对构件受弯性能的增强 作用以及锚固方式对构件受弯性能的影响。

1 试验方案

1．1试件设计

设计3根预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁和1根未加固的混凝土梁，试件全长4．2 m、宽400 mm、高300 mm、计算跨度3．9 m，试件配筋如图1所示，设计参数如表1所示，其中B0为对比梁，CBl为非预应力CFRP板加固构件，PCBl和PCB2为预应力 CFRP板加固构件。利用自行研制的锚具采用后张法对CFRP板施加预应力，具体操作流程如图2所示。在张拉过程中根据CFRP板的应变控制张拉， 施加初始应变为6 000肚￡，即张拉控制应力为960 MPa，但在放张后因锚具变形CFRP板回缩、混凝土弹性收缩、CFRP板应力松弛等原因出现一定的预 应力损失，试件PCBl与PCB2的有效预应力分别为CFRP板极限抗拉强度的36％、35％。试验证明，波纹板可以夹住碳板[1 7|，张拉前在梁底涂粘结剂，使碳板与梁底混凝土粘结，保证碳板上的力均匀传给梁体，避免碳板上的力过于集中，张拉过程中粘结剂不发挥作用。 表1中预应力加固所用锚具MJ一1、MJ一2实物如图3所示。其中，MJ一1需进行开槽处理，MJ一1重点考虑滑槽的刚度，以便为夹板提供有效的滑道，且在锚具两端不存在弧面，同时，由于滑槽底面是光滑的钢板，而MJ-2未开槽，锚固板直接在混凝土表面滑动。为减小碳纤维板与梁底的距离，需在安装MJ一1的试件进行梁底开槽，使滑槽底面与梁底在同一平面上，开槽深度不宜过深，以免破坏梁底保护层。

试验采用三分点加载，在每级荷载持载结束后，观察记录CFRP板、钢筋、混凝土的应变值、梁体的变形以及裂缝的发展情况。为记录加载过程中梁体变形情况，在底部跨中、三分点处及支座处架设百分表，用以测量试件的挠度变化。测点布置如图4 所示。

1．2材料性能

试件采用的混凝土强度等级为C50，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB／T 50081

2002)规定的方法测得的立方体抗压强度为54．6 MPa，弹性模量为3．63×104 MPa，受拉纵筋选用HRB400钢筋，根据《金属材料室温拉伸试验方法》 (GB／T 228--2010)测得屈服强度为461 MPa。碳

纤维板以及胶粘剂的性能参数由厂家提供。试验选用专用碳纤维板胶粘剂，由甲、乙两种成分组成，常温48 h完全固化，测得粘结剂的拉伸强度为45 MPa，拉伸模量为4．0 GPa，延伸率为1．6％。CFRP 板的力学性能如表2所示。

2试验现象

如图5(a)所示，对比试件Bo呈现出典型的适筋梁破坏形式：受拉钢筋屈服后继续加载，上层混凝土被压碎，当加载至143 kN时，梁体挠度达到 50．46 mm。而试件CBl、PCBl、PCB2的共同破坏特征为CFRP板出现劈裂破坏而混凝土未被压碎， 如图5(b)、(c)所示，梁底出现明显的横向裂缝，贯穿结构胶，CFRP板发生劈裂破坏且结构胶有剥离现象。因CFRP板的加固作用，3根梁的受弯承载力都有所提高，其中，PCBl、PCB2的提高效果更明显。 CFRP板抑制了梁体裂缝的发展，加固试件的裂缝宽度与裂缝间距均小于对比试件B0。受拉钢筋屈服后，增加荷载主要由CFRP板承受，CFRP板与混凝土之间出现剥离，随着荷载的增加，碳纤维板与混凝土梁发生剥离，并逐渐发展至锚具处，端部一定长度范围内碳纤维板与混凝土的粘结完全失效，锚具完全承担了抵抗碳纤维板拉应力的作用，锚具前端边缘的碳纤维板处于高拉应力状态，承受拉剪复合应力作用，而被拉断，梁体挠度变化明显，最终上层混凝土未压碎。当梁体宣告破坏时，锚具均未发生滑移，表明两种锚具的工作性能良好。 与其他有粘结CFRP板加固受弯试件不同，加固试件均在端部设置锚固，所以，非预应力与预应力加固试件的CFRP板与混凝土的剥离并未发生于CFRP板的端部，而是产生于梁体剪弯区域，并向 CFRP板端部发展。非预应力加固试件CBl的破坏形式为CFRP板与混凝土剥离，最大裂缝宽度达到 1．5 mm；预应力试件PCBl、PCB2的破坏形式为 CFRP板与混凝土剥离，CFRP板在高应力水平下被拉断。 当加固试件的CFRP板粘贴量相同时，同非预应力试件CBl相比，对CFRP板施加预应力的试件PCBl和PCB2裂缝宽度明显减小，裂缝间距无明显差别，试件受拉区应变得到降低，承载力有明显提高。

3试验结果分析

3．1跨中截面应变分布

以试件CBI为例，各级荷载作用下梁跨中控制截面的应变分布如图6所示。 由图6可知，在试件纯弯段范围内，混凝土应变基本呈直线趋势，混凝土截面应变基本符合平截面假定。

3．2试件承载性能分析

表3为各个试件的开裂荷载、屈服荷载及极限荷载。 

从表3中可以看出，加固、预应力、锚固方式对试件的受弯承载力均产生一定的影响。

1)加固的影响：与试件BO相比，试件CBl的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载分别提高了5％、6％、 6％。由于在CFRP板与混凝土剥离之前，CFRP板与钢筋可以协同工作，因此，开裂荷载提高程度与屈服荷载提高程度相近，表明非预应力加固对试件的受弯承载力有一定程度的提高。

2)预应力的影响：同非预应力试件CBl相比， 试件PCBl的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载分别提高36％、26％、31％，试件PCB2的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载分别提高32％、22％、27％。这是由于 CFRP施加预应力能够更好地发挥CFRP板的高强性能，预应力CFRP板协助混凝土梁承受荷载，表明预应力CFRP板加固混凝土梁能够显著提高试件的受弯承载力，且在提高受弯构件的抗裂性能方面也有很大的优势；屈服荷载提高程度明显小于开裂荷 载提高程度，考虑到梁体开裂后刚度有所下降，这一结果可信。

3)锚固方式的影响：使用不同锚具的试件 PCBl、PCB2的荷载提高系数接近，锚具均未出现滑移现象，工作性能良好。MJ一2锚具无需开槽，施工简单，易于操作，综合考虑，MJ-2锚具适用性更强。

3．3 CFRP板强度利用率CFRP板是高强材料，其抗拉强度是HRB400钢筋抗拉强度的4．5倍。但同时，CFRP板也是脆性材料，在利用CFRP板进行结构加固时，CFRP板拉应变过高就容易发生脆断，如果CFRP板的应变过低，其高强性能则得不到充分利用。预应力碳纤维板加固工程中最重要的问题之一为CFRP板的利用率，试件在开裂状态、屈服状态、极限状态下的CFRP板应变以及利用率如表4所示。

从表4中数据可以看出，试件CBl的非预应力 CFRP板在开裂状态、屈服状态、极限状态下的利用率分别为1．5％、12．4％、27．6％，随荷载的增加，利用率有所增长，但增长幅度较小，试件破坏时CFRP板仅达到27．6％，即CFRP板仅发挥其强度的 27．6％。试件CBl的CFRP板极限利用率甚至小于试件PCBl、PCB2中CFRP板的初始利用率，而试件PCBl、PCB2的预应力CFRP板的初始利用率已达到36．4％、35．5％，在试件破坏时，利用率达到 68．3％、67．0％，逐渐接近CFRP板的极限拉应变。 在试件开裂之后继续加载，预应力加固试件与非预应力加固试件的CFRP板应变增长量相近，而混凝 土开裂时，预应力加固试件的CFRP板应变增长约 为非预应力CFRP板的2倍，因预应力使梁体受拉边缘产生压应变，所以，预应力加固试件的混凝土开裂应变应大于非预应力加固试件。结果表明，预应力碳纤维板更好地发挥了CFRP板高强度的这一特性，提高CFRP板的利用率，同时，也为加固梁留有足够的储备强度。通过表中数据分析可知，施加 CFRP板40％的预应力是较为合理的选择。 试件PCBl、PCB2在加载各个阶段的CFRP板应变增长相近，表明锚具MJ—l、MJ一2锚固性能良好，综合考虑，无需开槽的MJ一2更有优势。

3．4荷载一挠度曲线

试件的荷载一挠度曲线如图7所示。

从图7中各曲线可以看出，预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的受力过程同普通预应力钢筋混凝 土梁的受力过程相同。加载初期，4根试件的曲线斜率普遍较大，继续加载至开裂，曲线出现第1个转折点，斜率有所下降，表明试件开裂后，刚度减小。 继续加载至钢筋屈服，曲线出现第2个转折点，斜率再次降低，表明各个试件的刚度再次减小。在试件开裂前，同对比试件BO相比，非预应力试件CBl的刚度相近，而预应力试件PCBl、PCB2的刚度较大。 从图7(a)可以看出，在加载前期，加固试件CBl的刚度同对比试件BO的刚度相近，加载后期，因CFRP板应变逐渐增加，混凝土梁受拉钢筋应变增长较缓，加固试件刚度退化较为缓慢。从图7(b)可以看出，同非预应力试件CBl相比，预应力试件PCBl、PCB2的刚度退化过程较缓慢，且加载后期更明显。从图7(c)可以看出，预应力试件PCBl、PCB2的刚度退化曲线基本平行。由此可见，非预应力 CFRP板加固、预应力碳纤维板加固都可以提高钢筋混凝土梁的刚度，减缓试件的刚度退化，施加预应力的提高效果更明显；锚固方式对试件的刚度影响不大。 从图7可以看出，加固、预应力、锚固方式对试件的正截面受弯承载力和变形性能有不同程度的影响。

1)加固的影响。从图7(a)可以看出，与对比试件B0相比，非预应力试件CBl的正截面受弯承载力得到一定程度的提高，跨中挠度减小。这表明对混凝土试件进行非预应力CFRP板加固可以提高正截面受弯承载力和刚度，变形性能下降。

2)预应力的影响。图7(b)为预应力试件PCBl、PCB2同非预应力试件CBl的荷载一挠度曲线对比，从图中可以清晰地观察到预应力这一因素对试件受弯承载力和变形性能的影响。这表明，预应力CFRP板用于混凝土梁加固能显著提高受弯承载力，变形性能下降。

3)锚固方式的影响。从图7(c)可以看出，在加载过程中，试件PCBl和试件PCB2的荷载一挠度曲线几乎重合，表明锚固方式对试件受弯承载力和变形的影响不大。

3．5延性分析

CFRP板为脆性材料，没有屈服平台，当应力达到其极限拉伸强度时，CFRP板则被拉断。另外，CFRP板加固构件在加载过程中往往因CFRP板与混凝土出现剥离，导致试件中CFRP板并未达到其极限拉应变已破坏。因此，采用CFRP板进行加固时，要对构件进行延性设计，以确保其变形能力满足使用要求。表5中为各个试件的延性对比分析。

从表5中可以看出，CFRP板加固试件的受弯承载力有所提高，而延性有不同程度的降低。非预应力加固试件CBl的破坏挠度为对比试件B0破坏挠度96％，延性变化不大；而预应力加固试件 PCBl、PCB2的破坏挠度为试件BO破坏挠度的86％、86％，延性降低，非预应力试件CBl的延性略 好于预应力试件PCBl、PCB2，这是因为非预应力试件与预应力试件的端部锚固性能良好，且非预应力试件因CFRP板无初始变形，变形余量大，故其延性高于预应力试件。对比试件PCBl、PCB2的屈服挠度、破坏挠度以及破坏挠度与对比试件破坏挠度的比值可以看出，两者的延性接近，结果表明，在端部锚固满足试验要求的前提下，锚固方式对试件的延性影响不大。从以上内容可知，加固梁的延性有所降低，延性系数处于1．5～2．5之间，延性较低，因此，应特别注意加固试件的延性。在加固构件设计时可通过合理设计CFRP板面积、控制CFRP板预应力等措施来保证预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的延性满足规范要求。

桥梁加固维修之体外预应力加固法：（一）工艺原理 桥梁加固体外预应力加固（也称体外索）是通过增设体外预应力钢索（包括钢绞线、高强钢丝索和精轧螺纹钢）对既有的混凝土梁体主动施加预应力以改善原结构受力状况的加固方法。（二）适用范围 适用于简支梁、连续梁及连续刚构桥的加固维修施工，对跨径较大其它梁体结构加固也有一定的借鉴作用。体外预应力就是设置在混凝土体外的预应力筋给混凝土施加的预应力。体外预应力混凝土也称无粘结预应力混凝土，是一种预应力筋直接设置在体外，或者预应力筋设置在混凝土体内，但无需进行孔道灌浆的无粘结预应力混凝土。它与预应力混凝土的区别在于预应力筋与混凝土的无粘结性。体外预应力技术由于具有施工方便、经济可靠，预应力筋（束）可以单独防腐甚至可以更换等特点，近年来，已被广泛应用于旧桥的加固工程中。

体外预应力加固工艺流程:辅助结构施工→钢绞线下料→穿束→装锚具夹片→张拉预应力束→封锚→减振限位装置安装
体外预应力加固操作要点:（1）辅助结构施工;（2）钢绞线下料、穿束;（3）安装锚具、夹片、千斤顶;(4)张拉;（5）锚具防护、安装减震器;
质量控制:钢绞线进场后要进行抽检，下料长度符合设计要求，安装完成后要求所有钢绞线松紧度基本一致，钢绞线之间不能铰在一块，所有夹具要经过检查，合格后方可使用。张拉千斤顶要经过校核后方可使用。预应力张拉采用延伸量与张拉吨位双控，延伸量误差范围为±6％，延伸量为钢束上标定平面位置距离锚垫板之间的距离变化值。

1)桥梁结构由于结构失效或损伤，经评估不能满足结构安全或正常使用要求时，必须进行加固。加固设计的内容及范围，应根据评估结论和委托方提出的要求确定，可以包括整体桥梁，也可以是指定的区段或特定的构件。
2)建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型，通过分析比较，选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰较小的方案，以保证改造后的桥梁能安全运营。
3)根据需要改造桥梁的评估结论及经济分析，当得知现有桥梁可以通过加固、维修达到使用要求的结论后，再提出桥梁加固的设计方案。
4)对于大桥、特大桥，其主要承重构件需要加固补强时，加固设计方案应不少于两个，以便进行方案比选和经济评估，选择最佳的加固方案。
5)加固设计及施工应尽量不损坏原结构，保留具有利用价值的构件，避免不必要的拆除或更换。
6)加固设计应与施工方法紧密结合，并采取有效措施保证新、旧结构连接可靠，可协同工作。
7)加固设计应按结构的实际损坏情况进行计算。
8)在加固施工中，应尽可能减少对桥上和桥下的通行车辆及行人的干扰，应采取必要的措施，减少对周围环境的污染。
9)在加固施工过程中，若发现原结构或相关工程的隐蔽部位有严重的构造缺陷时，应立即停止施工，会同加固方案设计人员进行研究，待修改加固方案后，方能继续施工。
10)加固施工中，应采取安全监测措施，确保人员及结构安全。